2021年，我国新能源汽车产销首次突破300万辆，同比增长约1.5倍，市场渗透率超过12%，连续7年保持全球第一，标志着全面市场化拐点的到来。但与传统汽车相比，新能源汽车仍需进一步攻克低温环境适应性、充电便利性、使用安全性等关键技术瓶颈。

尤其是电动汽车一到冬天就出现充电慢，续航缩短、空调制热不敢开等现象，“低温焦虑”已经成为影响电动汽车市场化进程中的用户体验痛点。近期，行业媒体在牙克石针对新能源车低温性能进行了实车测试，在环境温度-20℃左右，40多款主流纯电动和插电式混合动力汽车低温续航都出现大幅下降情况，部分车型续航甚至缩水50%以上

电动汽车低温能量耗损及对策

电动汽车低温能量都用到哪里去了？首先，低温下电池可用容量和功率大幅打折，-10℃以1C放电倍率能量保持率约为常温（25℃）的85%， -30℃则充不上电。其次，对于纯电动汽车，没有发动机作为空调压缩机的动力源，也没有发动机余热可以利用进行取暖和除霜，需要采用7kW 左右的PTC加热系统，低温环境下能效比低，暖风耗能大，约占整车能量损失的25%。并且低温下整车行驶阻力约是常温行驶阻力的1.35倍（风阻增加，传动系统低温油液粘度增加）。

图1 电动汽车低温能量分布

那么，电动汽车该如何应对下一个寒潮？需要从动力电池本身低温性能和整车热管理两个角度不断优化。

图2 电动汽车低温性能应对策略

电动汽车热管理发展现状

电动汽车每个零部件的工作温度和耐受温度都不尽相同，需要通过汽车热管理系统采取有效的散热、加热、保温等措施，将电池温度、功率器件、电机等各个系统保持在适宜的温度范围内，发挥电池和驱动系统最优性能，保证整车的功能性、安全性以及耐久性。

Tesla Model Y车型上的热管理系统，体现了一体化、集成化、高耦合设计思想。通过高度集成歧管模块、八通阀模块、超级水壶模块实现12种工作模式切换，构建全耦合热力循环，实现整车能量统筹和热量二次分配。使用驱动电机运行低效制热模式为电池系统加热的基础上，新增空调系统压缩机和鼓风机电机的低效制热模式，取消高压PTC，此方案系统能耗从实测结果上并未体现出明显优势，但是其高度集成化模块设计引领了行业广泛关注。

Model Y热泵一体化热管理架构

智能一体化热管理系统关键技术

智能一体化热管理关系不仅是解决电动汽车低温性能的重要技术手段，还关系到整车多方面综合性能，且存在系统架构复杂、绿色环保工质替代进程加快、极寒环境能耗仍需提升、关键部件可靠性等多项挑战。

通用、福特、丰田、本田、宝马等汽车企业纷纷与国际知名汽车热管理研发机构合作，通过数字化仿真软件和热力学风洞试验共同开发新型整车热管理系统，作为长期发展战略以应对新型智能汽车所面临的技术挑战。

总结与未来趋势

随着电动汽车产销及保有量的持续提升，电动汽车对热管理系统提出了比传统车更高能效的要求、更多应用场景的功能需求。电动汽车热管理系统正向着宽温域全场景、控制一体化、节能环保化、高度集成化、云端智能化方向快速发展。

面向未来，我们亟需构建包含电池温控回路、动力总成余热回收、空调采暖降温回路、车桩温控回路的智能一体化热管理架构；研究基于环保工质、多热源耦合的新型热力循环技术；研究集成式阀组、超级膨胀水壶等结构高度集成化技术，不断降低系统重量和成本；研究基于交通、环境、出行驾驶习惯等多信息融合和预测的智能管理系统，并实现软硬解耦，功能快速升级。

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